Sci Adv：不同动物机体的染色体6亿多年来几乎没有发生变化

2022年2月9日 讯 /生物谷BIOON/ --动物基因组显示出了深度保守基因关联的网络，然而研究人员并不清楚其系统发育范围和染色体背景，近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Deeply conserved synteny and the evolution of metazoan chromosomes”的研究报告中，来自维也纳大学等机构的科学家们通过研究比较了不同动物群体的染色体得到了一项非常惊人的发现，即每个动物物种都有几乎相同的染色体单元，其会反复出现，且自从第一批动物在大约6亿年前出现以来，情况一直如此，利用这种新的原理，人类的染色体或许就会被剖析为这些原始的“元素”。

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动物的多样性非常令人着迷，但这一点如何反映到其遗传物质中呢？即基因组中，研究人员又是如何根据遗传信息将不同动物彼此区分开呢？甚至预测其遗传信息是如何随着时间延续而改变呢？这或许就是自2000年“基因组时代”开始以来的最大希望了，人类基因组于2000年首次被进行测序；20多年后，科学家们拥有了能够解析构成基因组的整个染色体完整序列技术，此前研究人员仅能研究小型的染色体片段。

在这项最新研究中，研究人员比较了不同动物群体的染色体差异，最后他们得出结论，每个动物物种几乎拥有相同的染色体单元，这些称之为“元件”的染色体单元或许在进化过程中一直保持不变，因此，几乎每一个物种的基因组都能通过列出这些基本组成元件的组合来进行准确地表示。尽管这些染色体元件在进化过程中一直保持不变，但其却可以以不同的方式进行组合，于是研究人员对这些混合体进行了分类，并提出了能被视为简单数学公式的一般原则，在此之前，研究人员只能确定一个动物到底拥有多少染色体，但无法确定具体是哪些染色体以及其进化历史；然而如今科学家们就能利用代数标记法将每个人类染色体分解成为基本元件，随后就能推断出这些元件在不同物种和种属中所发生的变化，比如珊瑚、软体动物、鸟类和其它多种物种；以及这些元件如何组装成新的染色体。

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本文研究的另一个发现是，单一的染色体元件一旦混合在一起形成一个新的染色体，其就永远无法回到最原始的状态；研究者Simakov说道，诸如此类事件在进化过程中是不可逆地，从珊瑚岛人类，每一个动物群体都有着独特的组合，这些组合或许能永远区分这些群体的后代，从而使得这些群体区别于其他群体。此外，研究人员还能确定许多动物染色体元件的起源，并揭示这些与动物关系最为密切的单细胞有机体或许仅含有少数元件，很多元件只会在最早的动物中进化，为何染色体元件具有如此良好的保守性，不同元件的混合在进化过程中扮演什么样的角色等其它问题还有待于科学家们后期研究阐明。

综上，本文研究结果表明，这些保守的前后生动物的关联包括能编码最具多样性的后生动物同源基因组的染色体单元，这或许就揭示了这种关键基因家族早期多样性的候选基因组背景。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

OLEG SIMAKOV,JESSEN BREDESON,KODIAK BERKOFF, et al. Deeply conserved synteny and the evolution of metazoan chromosomes, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abi5884